HORS-SÉRIE

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIES O M M A I R E

A V A N T - P R O P O S

F O R M A T I O N

P R O G R A M M E

- U E 1 : Connaissances scientifiques- U E 2 : Connaissances professionnelles- U E 3 : Pratique professionnelle- U E 4 : Projets tutorés et stage en entreprise

TABLEAUX DES HORAIRES ET DES COEFFICIENTS

A V A N T - P R O P O S

La spécialité Génie thermique et énergie concerne l'ensemble des activités relatives à la production, à l'utilisation, àla gestion de l'énergie thermique dans les industries et dans le bâtiment.Ces activités sont multiples ; elles font appel à des appareils, à des machines, à des installations, dont la conception,la fabrication et l'emploi sont régis par des lois scientifiques spécifiques dont le noyau central est constitué du trans-fert de chaleur, de la mécanique des fluides et de la thermodynamique. Leur connaissance est indispensable, avec undegré théorique suffisant, afin que soit connu et dominé l'ensemble des phénomènes physiques qui gèrent les pro-cessus énergétiques.Des disciplines d'application s'appuient sur ces bases pour aborder les techniques mises en œuvre, dans les divers do-maines de la spécialité, échangeurs de chaleur, moteurs thermiques, fours, chauffage, climatisation…Ces techniques font également appel à des savoirs provenant d'autres grandes disciplines telles que la mécanique, lesmatériaux, l'électricité..., et qui fournissent un arsenal de moyens appropriés.Le Génie thermique et énergie utilise également ces outils indispensables que sont les mathématiques, l'informa-tique...Tout en conservant la rigueur d'expression qui leur est propre, ces disciplines sont enseignées en mettantl'accent sur leur utilisation dans la spécialité.Les enseignements de technologie générale apportent des savoir-faire bureau d'études, processus de fabrication etdes librairies de données dans la connaissance des machines et des appareillages utilisés.Un accent particulier est mis sur la formation personnelle et humaine en développant tous les aspects de l'expres-sion et de la communication.Les domaines du thermicien-énergéticien sont notamment :

1. La production de l'énergie thermique

Celle-ci est produite par conversion d'énergie électrique, chimique, ou atomique dans des appareils appropriés, telsque fours, chaudières, foyers, chambres de combustion des moteurs ou des fusées, centrales nucléaires...

2. L'utilisation de l'énergie thermique

Le Génie thermique intervient à des fins très diverses, telles que le chauffage ou le refroidissement des locaux oud'appareils industriels dans tous les secteurs de production, la production d'énergie mécanique dans les moteurs etles propulseurs, les traitements thermiques dans les industries métallurgiques et sidérurgiques, la fabrication desproduits dans l'industrie chimique, les traitements de teinturerie et de séchage dans les industries du textile, les trai-tements de préparation et de conservation dans l'industrie agro-alimentaire...

3. La gestion optimale de l'énergie

La production et l'usage de la chaleur ont des conséquences techniques, financières et sur l'environnement qui sontd'une importance telle que la maîtrise doit en être assurée en termes technologiques et économiques. Tout consom-mateur, privé ou industriel, est donc amené à gérer, en fonction de ses besoins, le phénomène énergétique en faisantappel à toutes les ressources qu'offrent les sciences de l'énergétique, amélioration de la productivité, utilisation ra-tionnelle de l'énergie, isolation, récupération, automatisation et régulation, choix des techniques les mieux adaptéesà l'objectif.Cette gestion est souvent subtile, une augmentation des températures permettant l'amélioration des rendements etdonc une baisse des prix de production, mais conduisant à une plus grande dépense dans l'investissement des maté-riels et dans le coût des procédures de refroidissement. Ces activités comportent des risques d'accidents et les conséquences de malfaçons ou de mauvais fonctionnement

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

peuvent même être dramatiques pour les personnes et les biens. Le respect des normes, appuyé sur une bonne connaissance des pro-cessus et des matériels, est donc essentiel.

4. Impact du génie thermique sur l'environnement

Tant la production de l'énergie thermique que ses utilisations agissent sur l'environnement . Les combustions créent une pollution chi-mique dont les effets peuvent être locaux (fumées, teneur de l'atmosphère en oxydes,...), déplacés (pluies acides) ou étendus à toute l'at-mosphère (effet de serre, production de gaz carbonique).L'emploi des fluides dits frigorigènes tels que les CFC et qui sont susceptibles de modifier l'équilibre atmosphérique relève du géniet h e r m i q u e .L'enseignement doit tenir compte des décisions prises au cours des grandes réunions internationales de Montréal et de Rio.Le fonctionnement des machines du génie thermique est généralement accompagné de l'émission de bruits qui doivent être contrôléset réduits.Les domaines d'action du thermicien-énergéticien sont donc vastes, multiples et variés. Ses interventions s'exercent sous des formesbien différentes, en bureau de conception, en atelier de fabrication, dans les laboratoires d'expérimentation, sur les chantiers du bâti-ment, en exploitation, dans les services de maintenance, dans les secteurs de la vente, de l'expertise, du conseil...L'enseignement tient compte de ces multiples facettes et il prépare à l'exercice de toutes ces activités, mais il doit permettre aussi deréelles évolutions ultérieures dans la carrière et l'adaptation à des techniques nouvelles et variées.

F O R M A T I O N

1. Profil de formation

En raison de la nature même des tâches que le titulaire d'un diplôme universitaire de technologie en Génie thermique et énergie devraeffectuer, le programme et les méthodes pédagogiques doivent satisfaire une double mission d'enseignement et de formation :a) fournir des connaissances lui permettant d'atteindre une bonne compréhension des phénomènes propres aux problèmes énergé-tiques et donner l'aptitude à concevoir des matériels, des ensembles ou des installations utilisés en thermique, compte tenu de l'état dela technologie, lui assurant le maniement de concepts de base et le préparant à la pratique de l'activité professionnelle.b ) développer chez l'étudiant les qualités personnelles nécessaires à sa vie d'homme et de technicien supérieur, esprit d'analyse, espritcritique à l'égard des raisonnements et des phénomènes observés, esprit d'imagination, de proposition et de décision, capacité de com-munication, initiative et esprit d'organisation.L'accent sera mis sur l'évolution prévisibles des savoirs et des technologies et il faudra garder présent à l'esprit que, toute sa vie durant,le diplômé aura à évoluer, à s'adapter et même à se reconvertir.

2. La pédagogie

L'enseignement présente un caractère très concret, allié à une formation logique stricte tout en préservant l'esprit critique à l'égard desincertitudes de modélisation ou de mesure expérimentale. La partie fondamentale doit être suffisamment développée avant que le do-maine des applications ne soit abordé, mais il faudra veiller à considérer suffisamment tôt des problèmes concrets afin de faire bien com-prendre aux étudiants l'intérêt des exposés théoriques de référence.Le programme est divisé en 3 ou 4 “unités d'enseignement” d'importance sensiblement équivalente, ce qui précise l'équilibre entre lesdivers volets de la formation :

U E 1 : Les connaissances scientifiques,U E 2 : Les connaissances professionnelles,U E 3 : La pratique professionnelle,U E 4 : Les projets tutorés et un stage en entreprise. (en 2è m e a n n é e )

L'enseignement des 2 premières unités d'enseignement est subdivisé en plusieurs groupes de disciplines :Disciplines fondamentales et générales,Outils scientifiques pour le génie thermique,Technologie générale,A p p l i c a t i o n s ,Langue, expression, communication.

Ces groupes s'articulent en fonction de leurs objectifs propres :a) les sciences fondamentales et générales sur lesquelles repose la maîtrise de la spécialité : transfert de chaleur, mécanique des fluides,t h e r m o d y n a m i q u e ,b ) les outils scientifiques pour le Génie thermique : mathématiques, mécanique, propriétés et résistance des matériaux, informatiqueet méthodes numériques,c ) la technologie générale qui rassemble le travail de bureau d'études, et la connaissance des matériels existants. Ces disciplines serontl'occasion de contacts directs avec la matière et les appareils,d ) les applications du génie thermique Ces enseignements s'appuient sur les disciplines précédentes et débouchent sur les secteursd'activités du thermicien : combustion et foyers, échangeurs de chaleur, machines thermiques et frigorifiques, thermique des lo-caux...Cette partie contient également les enseignements de “génie thermique et environnement” et d'acoustique dont la maîtrise danstoutes les réalisations est essentielle.Compte tenu du large champ d'application de la spécialité, de l'intérêt de préparer l'étudiant à en assumer toutes les facettes, sans pourautant survoler certains domaines d'application, et du respect de la limitation des horaires d'enseignement, il est prévu, pour les unitésd'enseignement professionnelles, un tronc commun qui sera suivi par tous les élèves, complété dans le cadre des adaptations localespar deux orientations thématiques permettant de traiter plus à fond certains sujets :

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- une orientation, dite “industrie”, qui possède une coloration tournée vers la conception de certains appareils spécialisés, foyers, échan-geurs de chaleur, moteurs, - une autre orientation, dite “bâtiment”, qui renforce la préparation aux métiers de ce secteur et concerne essentiellement la thermiquedes locaux.Ce dispositif n'introduit aucune divergence dans le niveau général du diplôme qui reste unique,e ) le groupe “langue, expression, communication” qui vise à aider le diplômé à se situer dans son environnement professionnel et so-cial, à mieux se connaître, à mieux vivre avec son entourage,f ) des activités d'initiation professionnelle par :- des projets tutorés, qui progressivement développeront les pratiques et comportements du travail en entreprise, individuel ou collectif,- un stage pratique, en entreprise, d'une durée de 10 semaines qui se fait en immersion et permet à l'étudiant de participer entièrement àla vie professionnelle et de commencer à appliquer en vraie grandeur les connaissances qu'il a acquises à l'IUT.Les enseignants organisent et encadrent des activités en dehors de l'établissement, telles que des visites de chantiers, d'usines, de salonsprofessionnels, d'expositions. Des travaux pratiques peuvent être organisés sur des sites extérieurs présentant un caractère très particu-lier (banc d'essais de réacteurs, centrale thermique...).Tout au long de l'enseignement, l'accent est mis sur les problèmes de sécurité.

3. Organisation des études

- La scolarité normale est de deux années. La première année s'étend sur 33 semaines pleines et la deuxième année sur 27 semaines à l'IUT et 10 semaines de stage à l'extérieur.Les enseignements sont dispensés sous forme de cours, de travaux dirigés, de travaux pratiques, de projets tutorés et d'un stage.Les travaux dirigés sont organisés en groupes de 26 étudiants au maximum. La taille des groupes de travaux pratiques correspond à lamoitié de celle des groupes de travaux dirigés. Toutefois, certains TD et TP peuvent, notamment pour des raisons de sécurité, compor-ter des effectifs plus restreints.- Dans la limite de 10% de l'horaire d'enseignement, des adaptations locales peuvent être réalisées dans chaque département. Ces mo-difications ne peuvent conduire à la suppression totale d'une discipline du programme. Ce créneau de 10% inclut les heures des orien-tations “industrie” et “bâtiment” définies ci-dessus. Un rapport sur ces adaptations locales doit être transmis à la CPN pour avis.- La participation de professionnels de la spécialité à l'enseignement est vivement souhaitée. Cette participation devrait atteindre 15 à2 0% de l'horaire global.- Les groupes de disciplines définis dans le tableau des horaires sont répartis dans les unités d'enseignement précisées dans le para-graphe concernant la pédagogie.

4. Modalités de contrôle des connaissances et des aptitudes

Passage en 2è m e année L’admission en seconde année est de droit lorsque l’étudiant a obtenu à la fois une moyenne générale égale ou supérieure à 10 sur 20sur l’ensemble des matières affectées de leur coefficient et une moyenne égale ou supérieure à 8 sur 20 dans chacune des unités d’en-s e i g n e m e n t . Le jury peut proposer l’admission dans les autres cas.Obtention du DUTLe diplôme universitaire de technologie est décerné aux étudiants qui ont obtenu à la fois une moyennegénérale égale ou supérieure à10 sur 20 sur l’ensemble des matières affectées de leur coefficient, y compris les projets tutorés et les stages, et une moyenne égale ousupérieure à 8 sur 20 dans chacune des unités d’enseignement. Le jury peut proposer la délivrance du diplôme universitaire de techno-logie dans les autres cas.

5 . Modules capitalisables

La liste des modules capitalisables, prévue par l’arrêté du 20 avril 1994, sera fixée ultérieurement.

P R O G R A M M E

UNITÉ D'ENSEIGNEMENT 1 : CONNAISSANCES SCIENTIFIQUES

A- DISCIPLINES GÉNÉRALES ET FONDAMENTALES

Transfert de chaleur

Première année : Cours 24h, TD 24hC O N D U C T I O N- Base physique :. La conduction dans un solide homogène et isotrope. Hypothèse de Fourier.. Conductivité thermique. Ordre de grandeur.Influence de la température. Approximation par une valeur constante.. Contact d'un solide avec des sources extérieures solides ou fluides : notion physique de conditions aux limites, contact réel, contact par-f a i t ; leur schématisation par les coefficients d'échange. Leur évolution en fonction du changement d'aspect de la surface par encras-sement, entartrage, oxydation, ...- Cas des phénomènes permanents.. Équation de la chaleur (forme générale, formes simplifiées).. Problème du mur : répartition de température, densité de flux de chaleur, résistance thermique d'un mur, murs accolés, coefficient detransfert d'un mur. Cas du mur avec production interne de chaleur.. Isolation thermique des surfaces planes.. Problèmes cylindriques (cylindres pleins et tubes) : répartition de température, flux de chaleur par unité de longueur, résistance ther-mique d'un cylindre, tubes composites. Cas du cylindre avec production interne de chaleur. Coefficient de transfert d'un cylindre.

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

. Isolation thermique des conduites, optimisation énergétique, rayon critique.

. Notions succinctes sur les problèmes sphériques.

. Problèmes des barres cylindriques et des ailettes.

. L'utilisation de ces modéles théoriques simples pour une solution approchée de dispositifs réels plus complexes (formes et condi-tions aux limites simplifiées).. Optimisation économique des parois isolantes (investissement, fonctionnement).RAYONNEMENT THERMIQUELois physiques du rayonnement thermique : émission, transmission, réception.Définition des grandeurs radiatives relatives à l'émission (flux, intensité, luminance, émittance, éclairement).L'émission du corps noir : lois de Stephan-Boltzmann, de Planck, de Wien.Émission des corps réels comparée à celle du corps noir : émissivité, indicatrices d'émission.Autres propriétés radiatives des corps : réflexion, absorption, transmission. Définition des facteurs de réflectivité, d'absorptivité, detransmitivité monochromatiques et totaux. Loi de Draper.L'effet de serre. Capteurs sélectifs.Échange d'énergie par rayonnement entre corps solides : loi de Bouguer, facteurs de formes. Cas simples entre plans ou cylindres co-axiaux isothermes. Cas d'une source placée dans un local, ... Applications aux vitrages et écrans thermiques.Rayonnement par bandes (on s'intéressera essentiellement aux échanges dans les foyers entre flamme et parois, en présence des pro-duits de la combustion).Mesures des rayonnements thermiques ; pyrométrie et thermométrie. Mesures des coefficients radiatifs.Deuxième année : Cours 20h, TD 24hC O N D U C T I O NCas des phénomènes instationnaires.. Équation de la chaleur. Notion de diffusivité thermique.. Problème du mur semi-infini : cas d'un échelon de température superficiel, cas d'une variation périodique superficielle de tempéra-ture ou de flux. Détermination du champ de température et des flux, notion d'effusivité thermique. On insistera sur le fait que les para-mètres caractéristiques sont, dans les phénomènes instationnaires, la diffusivité et l'effusivité et non pas la conductivité.. Contact brusque entre deux murs isothermes.. Refroidissement et réchauffement de systèmes finis simples, murs, cylindres, sphères, parallélépipédes rectangles et cylindres courts.Recherche des solutions à l'aide, soit des relations analytiques, soit d'abaques pré-existantes, soit de moyens informatiques plus oumoins élaborés (depuis les méthodes numériques aux différences finies jusqu'aux tableurs courants) en mettant en évidence les pointsforts et les inconvénients des différentes méthodes.C O N V E C T I O N- Description des échanges de chaleur entre une paroi et un fluide. Couche limite dynamique, couche limite thermique. Écoulementslaminaires et turbulents. Analogie de Reynolds. Notion globale de similitude. Nombres caractéristiques adimensionnels.- Études de cas simples :. Écoulement laminaire forcé sur une plaque plane : les hypothèses et les résultats de la théorie de Blasius et du développement dePolhausen. Lois de transfert local et global. . Écoulement turbulent forcé sur une plaque plane. Conditions d'apparition de la turbulence, transition. Relevé expérimentaux d'in-formations et établissement de lois de corrélation (on traitera des cas où les vitesses sont faibles et où le frottement reste négligeable etdes cas où les vitesses sont élevées avec frottement important ; définition de la température propre et du facteur de récupération).. Écoulements forcés dans des tubes de révolution.Corrélations classiques. Notion de blocage thermique du à la variabilité de la mas-se volumique en fonction de la température.. Écoulements forcés autour d'un cylindre de révolution placé transversalement.. Convection avec changements d'états, ébullition, condensation.. Convection naturelle sur plaque plane ou autour de cylindres. Thermosiphon, tirage des cheminées.SYNTHESE Des problèmes mixtes seront traités où coexistent les différents modes de transfert de chaleur. En particulier, on attachera une atten-tion spéciale sur le fait que, dans un ensemble technique, les différents composants interfèrent du point de vue thermique et qu'un pro-blème pratique essentiel est de s'assurer, même au niveau du projet, qu'en aucun point des températures limites ne risquent d'être at-teintes, quelles que soient les conditions de fonctionnement (il est notamment souvent judicieux de vérifier l'évolution du champ detempérature en tout point de l'ensemble étudié lors de l'arrêt des pompes ou des ventilateurs).Des comparaisons seront menées entre les résultats obtenus, sur les champs de température et sur les performances énergétiques d'unensemble technique, pour un ensemble neuf dans les conditions nominales de fonctionnement et pour le même ensemble en “fonc-tionnement dégradé”, c'est-à-dire après encrassement des surfaces d'échange, changement des émissivités par oxydation, réduction dessections des conduites par entartrage, ...

Mécanique des fluides

Première année : Cours 20h, TD 24hPropriétés générales des fluides. la particule fluide, masse volumique, compressibilité, viscosité. tension superficielle et capillarité (notions).Statique des fluides incompressibles. pression, équations fondamentales, efforts sur les paroisCinématique des fluides. variables de Lagrange et d'Euler, trajectoires et lignes de courant ; écoulements permanents et stationnaires en moyenne temporelle.Dynamique des fluides incompressibles et non visqueux. équation d'Euler

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

. théorème de Bernoulli

. théorème d'Euler

. applications : formule de Toricelli, calcul des débits et pression, tube de Venturi, pression d'arrêt, tube de Pitot, réaction d'un jet, pous-sée dans une canalisation (coude, diaphragme,...), poussée d'un réacteur, poussée d'un moteur-fusée, coup de bélier.Dynamique des fluides incompressibles et visqueux. relation de Bernoulli généralisée : générateurs et récepteurs.Les divers régimes d'écoulement, laminaire, turbulent, de transition. pertes de charges dans les conduites, régulières et singulières, influence de la rugosité des parois et de l'encrassementPompes et ventilateurs usuels. notions sur les courbes caractéristiques, recherche d'un point de fonctionnement, coefficient de débit.Deuxième année : Cours 20h, TD 24hÉcoulements de fluides visqueux en régime laminaire. équations générales de Navier-Stokes (démonstration simplifiée à partir de l'équation d'Euler). applications aux écoulements en tubes et entre plaques. lois de Poiseuille et de Couette.Écoulements de fluides visqueux en régime turbulent. turbulence (notions), contraintes de Reynolds. réseaux de conduites simples (notions).Notion de couche-limite. définition, schématisation de l'écoulement. cas d'une plaque plane : épaisseur géométrique, régimes laminaire et turbulent, critère de transition. cas des conduites : régimes et longueur d'établissementS i m i l i t u d e. variables réduites, analyse dimensionnelle (méthode de Rayleigh, théorème pi). recherche des conditions de similitude : nombres de Reynolds et de FroudeAérodynamique (notions). analyse de l'écoulement autour d'un profil : traînée et portance. lois simples du Cx pour divers type de profil. présentation des divers types de souffleries aérodynamiques.Dynamique des fluides compressibles. équation de Barré de Saint-Venant. célérité du son et nombre de Mach. conditions génératrices, théorème d'Hugoniot, état critique. applications : écoulements à travers un orifice en paroi mince et tuyères.. notion d'onde de choc, utilisation des tables d'écoulements isentropiques

T h e r m o d y n a m i q u e

Cet enseignement, qui commence dès le début de la 1è r e année, doit assurer la présentation des différents états de la matière et des phé-nomènes thermodynamiques. Il conviendra d'insister, tout au long de son déroulement, sur la notion primordiale de bilans massiqueset énergétiques. On précisera aussi que la complexité des phénomènes réels impose, pour permettre des approches rapides et, de plus,facilement compréhensibles au débutant, de définir des schématisations qui conduisent à des calculs simples, mais qui entraînent desapproximations qui peuvent être fortes (notions de fluides incompressibles, de gaz parfaits, de transformations réversibles, de phéno-mènes adiabatiques...), et que ce n'est qu'ensuite que l'on utilise des représentations plus conformes avec la réalité.Première année : Cours 16h, TD 24hNormes françaises. notations et appellations normalisées.Différents états de la matière. caractéristiques principales des différents états.. aspect microscopique (notions).Concepts de base. système thermodynamique : ouvert, fermé, isolé.. état d'équilibre et variables d'état : intensives, extensives, indépendantes.. fonctions d'état et grandeurs de parcours ou d'échange.. équations d'état : définition, exemples. Coefficients thermo-élastiques.Principe ZERO et température. notion d'équilibre thermique. principe zéro de la thermodynamique et concept de température. échelles de températures : à deux points fixes, à un point fixe, échelles légales, EIT 90. principales méthodes thermométriques (l'étude critique des capteurs de température est réalisée en travaux pratiques de transfert dec h a l e u r ) .Premier principe. équilibre et évolution d'un système. transformations : ouverte, fermée, quasi-statique, réversible, irréversible, “iso-x”, “mono-x”,.... énergie interne et énergie totale d'un système. concepts de travail et de chaleur. premier principe pour un système fermé : bilans énergétiques. travail des forces de pression : transformation élémentaire, finie, monobare,...

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

. fonction enthalpie : définition, étude de quelques transformations particulières, détente de JOULE-THOMSOM

. généralisation aux systèmes ouverts : travail d'entrée/sortie, de déplacement, travail technique utile ; bilan énergétique ; cas des régimess t a t i o n n a i r e s .Chaleur échangée lors d'une transformation réversible. processus des transferts thermiques (notions très succinctes). chaleur sensible : capacités thermiques ; chaleur latente de changement d'état. coefficients calorimétriques d'un fluide : définitions, relations entre coefficients. principales méthodes calorimétriques. quelques résultats sur les capacités thermiques et les chaleurs latentes.Gaz parfaits. équation d'état. relation de MAYER. lois de JOULE. énergie interne et enthalpie d'un gaz parfait. transformations isobare, isochore, isotherme, adiabatique et polytropique d'un gaz parfait. mélanges de gaz parfaits.Deuxième principe. nécessité d'un principe d'évolution. construction de la fonction entropie d'un gaz parfait et étude de transformations particulières. généralisation à un système quelconque : énoncé du Deuxième Principe, conséquences pour un système isolé, calcul des variationsd ' e n t r o p i e. étude des cycles monothermes et dithermes : inégalité de CLAUSIUS. machines dithermes : diagramme de RAVEAU, rendement thermique maximum, "théorème de CARNOT", cycles de STIRLINGet d'ERICSSON. application des deux principes aux fluides : relations de CLAPEYRON et de MAYER généralisée. entropie de mélange. entropie et désordre moléculaire : notions, énoncé du Troisième Principe de la Thermodynamique.Changements d'état physique. diagrammes d'équilibre température-pression. point triple, point critique, vapeur humide. réseaux d'isothermes et d'isobares d'un corps pur. vaporisation d'un mélange binaire.Deuxième année : Cours 8h, TD 16hDiagrammes thermodynamiques. principes et utilisation. propriétés des principaux diagrammes : de CLAPEYRON (pression-volume), température-entropie, de MOLLIER (enthalpie-en-tropie), des frigoristes (pression-enthalpie).Potentiels thermodynamiques (notions). énergie et enthalpie libres, énergie et enthalpie utilisables, exergie (notion). conditions d'équilibre d'un système thermodynamique. relations de GIBBS-HELMHOLTZ.Thermodynamique des écoulements. équations de bilan d'un volume de contrôle. bilans de masse, d'énergie, d'entropie, d'exergie (notions). cas des écoulements unidimensionnels, du régime permanent.Réactions chimiques. enthalpie de réaction. degré d'avancement.. constantes d'équilibre.. exemple de la combustion.

B - OUTILS SCIENTIFIQUES POUR LE GÉNIE THERMIQUE

M a t h é m a t i q u e s

Les mathématiques apportent aux sciences du Génie thermique des outils indispensables, aussi bien lors de l'exposé pédagogique desconnaissances scientifiques que pour leur utilisation dans les applications de la spécialité. L'enseignant devra avoir présent à l'esprit,en premier, ce rôle utilitaire de sa discipline au sein du contexte énergétique.Ce cours est aussi un support privilégié de la formation à une méthodologie et à une réflexion rigoureuses. Ce deuxième point condui-ra à veiller à la clarté des raisonnements présentés, mais on n'hésitera pas à omettre certaines démonstrations dont la complexité seraitprématurée, en raison de la chronologie de l'enseignement. Dans ce cas, on s'attachera à indiquer les hypothèses et les conditions d'ap-plication des résultats acquis.Les travaux dirigés devront prendre comme thèmes des exemples relevant des disciplines du département et les situer dans leur contex-te mécanique ou physique, afin de bien montrer à l'élève l'intérêt pratique des notions mathématiques dans l'ensemble de sa formation.Première année : Cours 66h, TD 74h.1. ALGÈBRE ET GÉOMÉTRIE. Algèbre linéaire. Déterminants et matrices en dimension 3. Inversion des matrices carrées régulières. Changement de base. Valeurspropres et vecteurs propres. Diagonalisation.

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

. Polynômes à une variable. Division euclidienne. Division selon les puissances croissantes. Formules de Mac Laurin et de Taylor.F a c t o r i s a t i o n .. Fractions rationnelles. Décomposition en éléments simples de 1è r e et 2ème e s p è c e .. Géométrie analytique. Dérivation vectorielle, formule de Taylor-Young. Construction des courbes planes définies par une représen-tation paramétriques ou par une équation polaire résolue r = f (θ) .2. ANALYSEFonctions d'une variable réelle :. Fonctions équivalentes : infiniment petits et infiniment grands. Applications aux limites, à l'étude locale et à l'étude des branches àl'infini des courbes y = f ( x ) .. Rappels et compléments sur les fonctions d'une variable réelle : continuité, dérivabilité, théorèmes de Rolle et des accroissements fi-nis, calcul des dérivées ; construction des courbes y = f ( x ) .. Différentielle d'une fonction f ( x ) .. Premières notions de calcul intégral : primitive d'une fonction f (x), intégrales définies (définition et propriétés), procédés générauxd'intégration, calcul approché d'une intégrale définie (méthode des trapèzes). Intégrales généralisées.. Fonctions circulaires, logarithmiques et hyperboliques, fonctions réciproques.. Formules de Taylor et de Mac Laurin, développements limités, applications.. Application du calcul des intégrales définies : longueur d'arcs, aires planes, volumes, moments d'inertie, coordonnées de centres degravité lorsque ces calculs se ramènent à des intégrales simples. Fonctions de plusieurs variables réelles :. Définition, notion de limite et de continuité. Dérivées partielles. Dérivation d'une fonction composée. Différentielle totale.. Forme différentielle. Condition nécessaire et suffisante pour qu'une forme soit une différentielle totale. Notion de facteur intégrant.. Intégrales curvilignes. Intégrales doubles et triples. Applications géométriques et mécaniques.Équations différentielles :. Du premier ordre : à variables séparables, incomplètes, homogènes, linéaires, à isoclines rectilignes. Applications géométriquess i m p l e s .. Du second ordre : incomplètes, linéaires à coefficients constants dont le second membre est nul ou d'une forme simple (ea x, p (x), c o s ωx, sin ωx, ea x p (x)...).. Utilisation des opérateurs de différentiation : gradient, divergence, laplacien.. Analyse vectorielle. Formules différentielles et intégrales d'analyse vectorielle.Deuxième année : C 36h, TD 36h.1. SÉRIES. Suites numériques. Convergence, théorème de convergence pour les suites réelles.. Séries numériques. Convergence. Critères de convergence pour les séries réelles positives. Séries réelles. Séries absolument conver-gentes. Séries réelles non absolument convergentes. Séries alternées. Séries complexes.. Séries de fonctions.. Séries entières. Rayon de convergence. Intégration, dérivation, développement d'une fonction en série entière. Application à la réso-lution d'une équation différentielle linéaire à coefficients non constants.. Séries de Fourier : critères simples de convergence. Développement d'une fonction périodique en série de Fourier ; Relation de Par-seval. Interprétation énergétique.. Application à l'équation de la chaleur (une dimension).2. TRANSFORMATIONS FONCTIONNELLES . Transformations de Laplace et de Fourier. Applications à la résolution d'équations différentielles (régimes transitoires). Fonction detransfert. Contre-réaction.

Mécanique

Première année : Cours 22h, TD 22hL'objectif de cet enseignement est d'apporter une contribution à l'acquisition d'une culture scientifique de base permettant la compré-hension des lois du mouvement et une certaine maîtrise dans le maniement des outils de la dynamique. Ces connaissances pourrontpermettre aux diplômés de compléter ultérieurement leur formation dans ce domaine.Les applications directes à la spécialité du Génie thermique n'apparaissent qu'en fin de programme avec l'équilibrage des machinestournantes, les vibrations, la maintenance conditionnelle. Les enseignants devront toutefois présenter des exemples et définir des thèmesde travaux dirigés en rapport avec l'énergétique et la thermique (cinématique et dynamique de pièces de moteurs, de machines ther-m i q u e s . . . ) .Calcul vectoriel et statique. définition d'un vecteur et opérations élémentaires. notion de torseur. caractérisation des liaisons mécaniques. principe fondamental de la statique du solide et applications élémentaires.(La statique du solide fournira les exercices d'application du calcul vectoriel. Ce chapitre devra être traité avant le début du cours dematériaux qui utilise également ces notions).C i n é m a t i q u e. définitions : position, vitesse, accélération d'un point matériel. définition du torseur distributeur des vitesses d'un solide. étude de quelques mouvements simples plan sur plan. notions élémentaires sur le mouvement relatif.Géométrie des masses. définitions : centre de masse, moment d'inertie, produit d'inertie

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

. exemples de calcul dans des cas simples.(On évitera les développements mathématiques intermédiaires prématurés et on insistera sur l'aspect physique).C i n é t i q u e. définitions : quantité de mouvement - énergie cinétique. torseur cinétique du solide indéformable : définition, établissement dans des cas simples. théorème de l'énergie cinétique et applications élémentaires.D y n a m i q u e. torseur dynamique du solide indéformable : définition et établissement dans des cas simples. principe fondamental de la dynamique.A p p l i c a t i o n s. équilibrage des machines tournantes. vibrations à 1 degré de liberté : mise en équation - Méthodes de résolution. vibrations à 2 degrés de liberté, notion de couplage et de résonance (à étudier uniquement en travaux pratiques). notions de maintenance conditionnelle.

Propriétés et résistance des matériaux

Première année : Cours 20h, TD 20hL'objectif de cet enseignement est d'apporter :- une culture scientifique de base sur le comportement des solides déformables et la résistance des matériaux,- une connaissance des propriétés des principaux matériaux d'ingénierie débouchant sur les critères de choix et les précautions d'uti-lisation de ceux-ci. On insistera bien évidemment sur les problèmes touchant plus particulièrement le Génie thermique, y compris leGénie climatique.G é n é r a l i t é s. mise en évidence des forces de cohésion et définition du torseur représentatif. notion de solide déformable, contrainte, déformation. notions descriptives sur les essais mécaniques : traction, dureté, résilience, fatigue. lois de comportement, élasticité, plasticité, viscosité. modes de rupture, fragilité,ductibilité.Comportement élastique des poutres. traction, compression. torsion. flexion.(On se limitera à des chargements simples et on s'efforcera de traiter des exemples en rapport avec la spécialité : dimensionnementd'arbres de moteurs, de supports de tuyauterie, de poutres sous terrasses chargées).Remarque : ce chapitre utilisant les propriétés des sections ne sera traité que postérieurement au chapitre du cours de mécanique“géométrie des masses”.Élasticité plane (approche simple). état plan de contraintes et déformation. cercle de Mohr, directions principales de contrainte et déformation. application au dimensionnement et à la conception des conduites et réservoirs.Contraintes thermiques. notion de dilatation thermique. relation contrainte - déformation - température. application aux cylindres creux chauffés. conséquences pratiques des échauffements sur les structures et les mécanismes : déformation des conduites, blocages des machinest o u r n a n t e s . . .. remèdes employés : liaisons flottantes, joints de dilatation, géométrie des pièces, compatibilité de dilatation.Propriétés des matériaux d'ingénierie thermique. classification des matériaux : métaux, céramiques, polymères, composites. propriétés physiques, mécaniques et thermiques des différents matériaux ; influence de l'échauffement, de la corrosion, du vieillis-s e m e n t. critères de choix et d'utilisation des matériaux, notamment dans le domaine de l'énergie et du Génie thermique(Des applications seront développées dans l'enseignement de techniques du Génie thermique).Notions sur les méthodes de contrôle non destructif.

Informatique et méthodes numériques

(UE3 en 1ère a n n é e )(UE1 et UE3 en 2è m e a n n é e )Deuxième année : Cours 10h, TD 16h.Les bases de données. conception générale. utilisation. avantages et inconvénients par rapport aux tableursAnalyse numérique. les matrices : addition, multiplication, inversion. résolution des systèmes linéaires : AX = B. résolution des équations et des systèmes différentiels.

HORS-SÉRIE

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

UNITÉ D'ENSEIGNEMENT 2 : CONNAISSANCES PROFESSIONNELLES

A - TECHNOLOGIE GÉNÉRALE

Bureau d’étude

Première année : TP : 60h.Cet enseignement vise à préparer l'étudiant à la lecture des plans et à la connaissance des conventions de représentation, aussi bien dansle domaine industriel que dans le bâtiment. Il couvrira les plans d'exécution et les plans de conception, les représentations codées desréseaux de fluides et de leurs composants (la représentation des réseaux électriques sera traitée en électricité). Ces acquisitions devrontêtre faites par une pratique de la planche à dessin.Ultérieurement l'élève sera initié au DAO : on insistera alors sur la méthodologie de l'emploi de cette technique dans une entreprise.

. dessin industriel ; représentation en plan et en perspective (20h)

. représentation des tuyauteries et de leurs réseaux (20h)

. DAO (20h) : + présentation d'un logiciel, les fichiers, leur stockage, le catalogue,+ structure de l'installation informatique, transmission de fichiers entre postes de travail, moyens de communication.

Techniques du génie thermique

Première année :Formation théorique TD : 12h. la tôle et la chaudronnerie (pliage, cintrage, emboutissage). le tube et les gaines (nature, travail, raccords). les assemblages (soudures, agrafes, rivetages, boulons, collages). les matériaux du Génie thermique (les métaux traditionnels, les aciers inoxydables, les céramiques, les composites, les plastiques). les procédés spéciaux.Formation pratique TP : 48hUn des buts de cette formation est de favoriser le contact personnel de l'élève avec les matériaux et les objets ; l'étudiant devra donc ma-nipuler lui-même et on proscrira formellement des séances de démonstration.. la chaudronnerie . tuyauteries et gaines . soudures . collages . exemples de CAO-CFAO. (éventuellement).

B - APPLICATIONS

Génie thermique et environnement

Cet enseignement, qui a pour objectifs simultanés de sensibiliser l'élève à la protection de l'environnement et de lui montrer l'impact duGénie thermique, doit être présenté dès le début de la première année. Il sera donné sous forme de travaux dirigés car il doit être l'occa-sion d'un dialogue nourri avec les étudiants. Son rôle est capital dans la stratégie pédagogique en mettant en évidence l'intérêt de toutesles disciplines enseignées dans ce département.En effet, la maîtrise de la thermique et des phénomènes énergétiques sauvegarde le milieu naturel, économise les richesses, tout en ré-pondant aux demandes de la société moderne. Cette maîtrise passe par la connaissance des sciences fondamentales et des techniquesles plus appropriées. La totalité de l'enseignement du GTE y prépare.Dans un premier temps sera donc présentée la problématique générale de la modification de l'environnement provoquée par l'activitéindustrielle (on veillera à faire la part des phénomènes prouvés et celle des phénomènes qui ne sont que suspectés).L'étude de différents exemples permettra ensuite d'aborder successivement les principales réglementations en matière de pollution,ainsi que les solutions capables de réduire ces nuisances.Cet enseignement constitue un bon support pour certains projets tutorés de 1ère année.Première année : TD 16h.G é n é r a l i t é s. notion d'environnement. impact du Génie thermique sur l'environnement. réserves et consommations d'énergie.La pollution atmosphérique et ses conséquences. unités. les sources de la pollution (combustion, composés Chloro-Fluoro-Carbonés, etc...). la couche d'ozone stratosphérique, son rôle, son évolution récente. évolution de la température moyenne de l'atmosphère.Les actions possibles pour gérer l'impact du Génie thermique sur l'environnement. les actions nécessaires ; les décisions internationales de Montréal et de Rio. domaines d'intervention possibles dans le domaine du Génie thermique et de l'énergie. réduction de la pollution (choix de la forme d'énergie, évolution des équipements et des régles professionnelles)E x e m p l e s. cas de la combustion (installations de combustion, transports, etc...). composés chloro-fluoro-carbonés (CFC).

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

A c o u s t i q u e

Première année : Cours 8h, TD 8hCet enseignement est destiné à fournir des connaissances pratiques directement applicables en Génie thermique tant dans l'industrieque dans le bâtiment.G é n é r a l i t é s. définitions des paramètres acoustiques. notion d'équation de propagation ; résolution à une dimension. notions descriptives sur la propagation du son. notions physiologiques sur l'oreille humaine.Acoustique architecturale. définitions relatives aux sources de bruits. acoustique des salles : étude et traitement. acoustique des conduites et des gaines : étude et traitement. acoustique des parois : étude et traitement. normes.

É l e c t r i c i t é

Première année : Cours 18h, TD 24hCet enseignement concerne l'électrotechnique et l'électronique, considérées comme des outils du Génie thermique. Il se différencie donctotalement de l'enseignement de type fondamental présenté en classes préparatoires ou en DEUG. Après de très brefs rappels, il doitpréparer l'élève à l'utilisation de l'électricité et de l'électronique dans les appareillages des domaines du Génie thermique et de l'éner-gie (mesures, électrothermie, choix et utilisation des machines électriques). En TD et TP un effort particulier sera fait sur la mise enoeuvre de la norme NF C 15.100 ; il conviendra de préparer les élèves à la maîtrise de la lecture de plans conventionnels et à se repérerdans les câblages d'armoires de commande, des choix des appareils et des réseaux.R a p p e l s. notions de dipôle (résistance, générateur, récepteur actif). courant alternatif monophasé (définition, impédance, représentation complexe, circuits types, puissances active et réactive, relève-ment du facteur de puissance). courant alternatif triphasé (production d'une tension alternative triphasée, montages étoile et triangle, puissance). pertes, rendementMoteurs en courant alternatif. moteurs synchrones et asynchrones. caractéristiques de démarrage et de fonctionnement,. protection. commande de vitesse. choix par rapport à une utilisationNorme N.F. C 15.100- courants forts

+ symbolique des schémas, représentation codifiée des appareils, mentions sur les appareils+ structure d'une installation type dans le secteur tertiaire, distribution, canalisations, protections ; éclairage, prise de courant, VMC,chaufferie, boucle de refroidissement+ structure d'une installation type dans le secteur industriel, détermination des courants de C/C, protection des circuits et des per-sonnes (coupe circuit, relais, délesteurs...), groupes de secours

- courants faibles+ alarmes techniques (objet, analyse d'une installation type)+ détection incendie, alarme intrusion+ téléphone et circuits informatiques

Les mesures électriques (principes généraux et modalités). courant, tension. puissance. impédance. utilisation de l'oscilloscopeÉ l e c t r o n i q u e. redressement : thyristor, réglage de puissance. amplification linéaire des faibles signaux ; contre-réaction. amplificateurs opérationnels (fonctionnement en boucle ouverte, en boucle fermée, amplificateurs de différence, système propor-tionnel, intégrateur et dérivateur).

É l e c t r o t h e r m i e

Première année : Cours 6h, TD 12h.Cet enseignement doit déboucher sur l'utilisation, à bon escient, des différentes méthodes classées ci-après. Toutefois, il conviendra dedonner les bases physiques indispensables à leurs compréhension et qui ne figurent pas dans le groupe des disciplines fondamentales.Applications de l'effet Joule.L'induction et ses applications.Les micro-ondes et leurs applications thermiques.Utilisation du rayonnement infrarouge dans l'industrie et pour le chauffage des bâtiments.Les torches à plasma : notions succinctes et emplois.

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Thermodynamique appliquée

(UE2 en 2è m e a n n é e )Deuxième année : Cours 8h, TD 8h.Cet enseignement s'appuie sur celui du cours de thermodynamique de 1è r e et 2è m e années dont il est la suite naturelle dans la perspectivede l'étude des machines. Il rassemble l'examen des cycles afin d'éviter les répétitions inévitables que l'on observe quand l'enseignementest fractionné selon les types de machines.Rendement des processus thermodynamiques. rendements énergétique et thermique.. rendements isentropique, polytropique, exergétique.Les cycles des machines thermiques1. Machines productrices de travail. cycles en phase gazeuse : moteurs alternatifs (cycles de BEAU DE ROCHAS/OTTO, de DIESEL, mixte), turbines à gaz (cycle deBRAYTON/JOULE et améliorations : régénération, fractionnement de la compression et de la détente).. cycles à fluide condensable : cycles de RANKINE, de HIRN et améliorations : resurchauffes, soutirages.2. Machines frigorifiques et pompes à chaleur :. cycles en phase gazeuse : cycle de JOULE inversé.. cycles à fluide condensable : avec compression simple, modifications pratiques (surchauffe, sous-refroidissement), avec compressionet/ou détente étagées.

C o m b u s t i o n

(UE en 2è m e a n n é e )Deuxième année : Cours 6h, TD 6h.Les combustibles. les combustibles industriels et domestiques ; origine, traitement, acheminement, stockage ; caractéristiques et normes ; prix de revientLa combustion - notions théoriques . cinétique de réaction, application du deuxième principe. inflammation : limites, délais, réaction en chaîne. problèmes volumétriques de la combustion : combustion oxydante incomplète, diagrammes de combustion. vitesse de déflagration. pouvoir calorifique, sa mesure.La combustion - notions pratiques. description d'une combustion : succession ou simultanéité des phénomènes fondamentaux : évaporation, dissociation, mélange eto x y d a t i o n. applications à la combustion des gouttes et des solides. flammes industrielles : flamme de prémélange, flamme de diffusion, caractère auto-entretenu, formation du carbone, origine de la lu-minosité des flammes. excès d'air, définition et modes de calculs, détermination à partir des produits de la combustion, analyse des fumées. produits de combustion et polluantsA p p l i c a t i o n s. effet thermique ; application du premier principe pour l'évaluation indirecte des chaleurs de réaction. calcul de la température de flamme ; phénomène de dissociation ; effet du préchauffage ou de l'enrichissement en oxygène ; rendementénergétique des foyers. établissement des bilans thermiques à partir de l'analyse des produits de combustion.

F o y e r s

(UE2 en 2è m e a n n é e )Deuxième année (orientation industrie) : Cours 8h, TD 12h.Cet enseignement ne sera présenté qu'aux étudiants relevant de l'orientation INDUSTRIE.Description des fours et foyers. foyers à parois chaudes à faible flux thermique (fours). foyers à parois froides à haut flux thermique (chaudières)Bilans thermiques dans un foyer. charges thermiques, rendements, les différents types de pertes. contrôle de la combustion par analyse des produits de la combustionÉchanges de chaleur dans un foyer. foyer isotherme ; modélisation de Hottel. facteur émissif des gaz et des suies. facteurs de forme. rôles des réfractaires dans les foursAérodynamique dans une enceinte. impulsion, jet libre et confiné, longueur de flamme. recirculation, son influence sur l'auto-entretien de la combustion et sur les échanges thermiques. interaction entre brûleur et foyer. modulation de la flamme, tuyère à double impulsion, exemples de tuyères mixtes. stabilisation des flammes : pilotage au gaz, à l'oxygène, ouvreau, obstacles et mise en rotation. nouvelles technologies de brûleurs.

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

É c h a n g e u r s

(UE2 en 2è m e a n n é e )Deuxième année (tronc commun) : Cours 14 h, TD 14 h(Enseignement suivi par tous les élèves).Présentation générale. les diverses fonctions des échangeurs de chaleur (avec ou sans changement d'état). éléments généraux de construction : échangeurs tubulaires, à plaques soudées, à plaques et joints, etc.. les trois modes de circulation des fluides : courants parallèles, courants croisés, courants mixtes. variation des propriétés physiques des fluides avec la température : nécessité d'une température de référenceLe transfert de chaleur dans les échangeurs sans changement de phase(Cette partie du cours utilisera évidemment les résultats fondamentaux établis dans le cours de transfert de chaleur, en les appliquantaux diverses géométries et aux divers modes de circulation rencontrés dans les échangeurs).La différence de température logarithmique moyenne (DTLM). expression de la DTLM en courants parallèles (rappel), en courants croisés et en courants mixtes. évolution des températures des deux fluides dans l'échangeur en co-courants et contre-courants ; mise en évidence des températureslimites lorsque la surface augmente indéfiniment.Les coefficients de transfert de chaleur convectifs (h). formules pratiques (semi-empiriques) pour le calcul des coefficients h dans les diverses géométries d'échangeurs.Le coefficient global de transfert de chaleur (K). expression générale du coefficient K (tubes et plaques).. mise en évidence des résistances d'encrassement.. ordres de grandeur des diverses résistances :

+ convectives (cas des gaz, cas des liquides)+ conductives+ d'encrassement

. simplifications possibles et ordres de grandeur du coefficient K.Rendement global. Influence du milieu extérieur. Calcul particulier pour les tubes à ailettes. calcul du coefficient h équivalent et du coefficient K pour un tube à ailettes.Les pertes de charge dans les échangeurs. expression générale des pertes de charge.. formules pratiques (semi-empiriques) pour le calcul des pertes de charge correspondant aux diverses géométries.Les échangeurs à changement de phaseLes vaporiseurs. conception générale des appareils.. analyse succincte du fonctionnement.. éléments de dimensionnement, exemples pratiques.Les condenseurs. description générale : condenseurs tubulaires, horizontaux ou verticaux.. éléments de dimensionnement, utilisation d'abaques pour l'obtention du coefficient de film.Efficacité et Nombre d'Unités de Transfert (NUT). définition et expression des trois nombres sans dimension E (efficacité), NUT (nombre d'unité de transfert) et R (rapport des débitsde capacité calorifique des fluides).. relations entre E, NUT et R pour les divers types d'échangeurs.. applications pratiques : en particulier, lois d'assemblage en série et en série parallèle des échangeurs.

Machines réelles

(UE2 en 2è m e a n n é e )Deuxième année (tronc commun) : Cours 14h, TD 16h.Cet enseignement s'appuie sur les acquis des cours de thermodynamique et de thermodynamique appliquée auquel il doit faire suite.On y étudiera plus à fond les modes réels de fonctionnement des appareils, ainsi que leur conception et leur analyse fonctionnelle. Onn'omettra pas d'examiner les problèmes de relation de la machine avec son environnement : adaptation d'un moteur à la charge, d'uncompresseur au moteur, etc..., évacuation de la chaleur, températures maximales acceptables.On veillera à traiter équitablement les machines thermiques et les machines frigorifiques.On considèrera :. les compresseurs alternatifs. les moteurs à combustion interne (4 temps essence, Diesel). machines à compression et à absorptionL'étude des machines frigorifiques comportera celle des fluides frigorigènes, en particulier celle des consèquences du remplacementdu fréon par d'autres fluides.Deuxième année (orientation industrie) : Cours 4h, TD 6h.Cet enseignement, réservé aux élèves de l'orientation industrie, apportera un complément détaillé sur les machines moins courantes.L'orientation de ce programme est tournée vers la conception des machines.On y étudiera :Les turbo-machines. Généralités, classification. Turbines à gaz et turbo-réacteurs

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

. Turbines à vapeur

. Machines tournantes à fluides incompressibles : pompes centrifuges, turbines hydrauliques.La liquéfaction des gaz. Procédés Georges Claude et Linde. Utilisation des gaz liquéfiés.La cryogénie. Techniques et conservation par le froid

Régulation, Automatique

(UE2 en 2è m e a n n é e )Deuxième année : Cours 16h, TD 32h.Cet enseignement a pour objectif de fournir à l'élève des connaissances qui lui permettent d'optimiser la conception, la réalisation et l'ex-ploitation de systèmes automatisés divers, comme ceux que l'on peut rencontrer dans l'industrie et le bâtiment.Les applications devront mettre l'accent sur la conception de réseaux, ainsi que sur les notions d'armoire de puissance (courants forts)et de régulation (courants faibles).R E G U L A T I O NLes modèles thermiques. lois de régulation (boucles ouvertes et fermées). définition des différentes variables. types de signaux. réalisation de schémasLes techniques générales de régulation. pneumatique. mécanique. électroniqueLes organes de réglage. vannes 2, 3, 4 voies ; autorité, courbes caractéristiquesDifférents types de régulation. tout ou rien. flottante. proportionnelle (P). intégrale (I). proportionnelle - intégrale (PI). proportionnelle - intégrale - dérivée (PID)A U T O M A T I Q U ED é f i n i t i o n s. automatisme. automate. circuits de commande et de puissance. symbolique (contacteurs, sectionneurs...)Automatisme séquentiel. principe de l'algèbre de Boole. les fonctions ET, Ou, AND, NOR. les équations de type booléen. leur simplification. application sur un système à 4 ou 5 variables. la notion de logique floueLes travaux d'application mettront en oeuvre les différents éléments d'un système automatique, organes de commande, de liaison,d ' e x é c u t i o n .GESTION ET AUTOMATISMES INFORMATISESAutomatisme et régulation. historique. rappels concernant les régulations électromécaniques et analogiquesRappels d'informatique. l'automatisme industriel. algorithmes de calcul et de régulation. informatique d'acquisition et de commandeArchitecture des systèmes informatiques. description technologique du matériel. définition d'un système (notion de point physique)Analyse fonctionnelle. logigramme (langage commun). programmation.

Thermique des locaux

(UE3 en 1ère a n n é e )(UE2 en 2è m e a n n é e )

HORS-SÉRIE

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

Deuxième année (tronc commun) : Cours 10 h, TD 10 h.Physiologie thermique . comportement thermique de l'homme, échanges homme-ambiance, paramètres influant sur la sensation de confort (température ré-sultante sèche, humidité, vitesse de l'air).Étude du diagramme de l'air humide.Évolutions élémentaires de l'air humide . chauffage, humidification, déshumidification, mélange d'airs humides, etc. principes du séchage à air chaud et à la vapeur.Les diverses techniques de rafraîchissement et de climatisation.Deuxième année (orientation Bâtiment) : Cours 12 h.Systèmes de commande et de gestion des installations de climatisation. Notions sur les systèmes de gestion technique centralisée.Calculs prévisionnels de consommation en chauffage et climatisation.Principe de fonctionnement des aéroréfrigérants.Étude d'ensembles performants de chauffage ou de climatisation comprenant des éléments tels que pompe à chaleur, chaudière àcondensation, récupérateur.Systèmes basse température, systèmes à refroidissement gratuit.

C - LANGUE, EXPRESSION, COMMUNICATION

Langues étrangères

Première année : TD 32h, TP 34h.Deuxième année : TD 26h.L'enseignement de langues étrangères dans les département de GTE vise essentiellement à permettre aux étudiants de mettre en oeuvre,dans leur future carrière, les connaissances acquises avant leur entrée à l'IUT. Il s'agit donc essentiellement, à partir de ces acquis, deles entraîner à la lecture ou à l'écriture de notes techniques, de textes scientifiques de la spécialité, à la conversation courante dans le cadrede leur travail.Bien que l'anglais soit la langue étrangère la plus usitée dans la spécialité, il n'est pas souhaitable que son étude soit entreprise à l'IUTpar ceux qui n'ont suivi qu'une autre langue étrangère au lycée. Par contre, pour ceux qui auraient déjà la maîtrise de deux languesautres que le français, il conviendrait qu'ils se perfectionnent en langue anglaise.

C o m m u n i c a t i o n

Première année : TD 32h, TP 34h.Deuxième année : TD 26h.L'enseignement dispensé dans cette discipline aura prioritairement pour objet d'améliorer l'expression écrite et orale d'étudiants d'ori-gines diverses et de niveaux souvent hétérogènes, et de les conduire progressivement à une maîtrise satisfaisante de la langue et des re-lations de communication, afin qu'ils appréhendent avec plus d'assurance des situations professionnelles.Cet enseignement doit notamment s'employer à développer :. une méthodologie du travail intellectuel (analyse, synthèse, argumentation, examen critique. un entraînement à des techniques d'expression écrite (prise de notes, plans, synthèse de documents, comptes-rendus, rapports, rele-vés de décision, mise en forme de mémoires...). une pratique diversifiée et raisonnée de l'oral, avec de nombreux exercices individuels ou en groupes restreints, caractérisés par la na-ture du message à présenter (compte-rendu d'activité, demande de collaboration, exposé scientifique... ) et par le type d'auditeurs (chefde service, collègues, clients...). une utilisation des techniques, des supports et des documents audio-visuels.Des exemples d'application seront choisis, en proportions convenables, dans l'optique de la recherche d'un emploi et de l'insertion dansla vie professionnelle (lettres de demandes de stage et d'emploi, curriculum vitae, simulation d'entretiens de recrutement avec l'éven-tuel concours de responsables de relations humaines...).Ces objectifs finalisés qui correspondent à une demande justifiée des étudiants et de la profession seront d'autant mieux atteints qu'onles appréhendera en développant quelques éléments d'analyse des situations de communication (théories simples et schémas de lacommunication, éléments de sémiologie, de psychologie, de sociologie), mais cette approche devra se garder d'être académique etthéorique. Il s'agit simplement d'initier à des concepts et à des méthodes d'analyse permettant une meilleure compréhension des phé-nomènes du langage, humains et relationnels et à une maîtrise plus raisonnée des objectifs à atteindre.L'enseignement de première année sera assez général, avec un nécessaire ancrage culturel propre à développer la curiosité intellec-tuelle, la personnalité, l'importance de la connaissance des sens des mots. C'est le moment d'acquérir la méthodologie envisagée ci-avant, les notions de base de la communication, de l'analyse des langages, une maîtrise de l'écrit et de l'oral.La deuxième année verra une inflexion pré-professionnelle : préparation au stage en entreprise et à l'entrée dans la vie active.

Conduite et gestion de projets ; gestion d’affaires

(UE2 en 1è r e a n n é e )(UE3 en 2è m e a n n é e )Cet enseignement a pour objectifs de donner aux étudiants les moyens : . de piloter leur projet tutoré par application des principes de base et des outils appropriés de la gestion de projet. de pouvoir s'intégrer facilement en milieu professionnel dans un groupe de travail projet, ou dans la conduite d'affaires.Il sera assuré en travaux pratiques, par petits groupes, car il nécessite un dialogue nourri entre les élèves et le professeur.Première année : TP 8h.Les connaissances de base devront être enseignées en début d'année.CONNAISSANCES DE BASE :

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

Identification et prise en compte des besoins clients. définition de la stratégie au niveau du produit. définition des objectifs et spécifications (coût, délais, qualités, performances. Sûreté de fonctionnement...).Étude de faisabilité. spectre des solutions possibles. analyse de risques : identification des points durs (AMDEC). critères de réussite - critères d'échec. liste des obstacles les plus fréquents - points clés à surveiller et actions à mener - principales causes d'échec.Définition du processus de travail. planification : organigramme type du projet avec identification des phases clés et des jalons. optimisations : coût, délais, qualité, performances. ressources : moyens humains - techniques - organisations. outils de suivi : gestion des priorités, des risques, des incertitudes, tableau de bord. outils de prise de décision. information, communication transversales.EXEMPLES D'APPLICATIONS. sur la base d'études techniques. comme aide à la réalisation de projets tutorés.

Études techniques

(UE2 en 1è r e a n n é e )(UE3 en 2è m e a n n é e )Première année : TP 8hL'enseignement en IUT GTE doit, à côté de l'acquisition de connaissances, donner une méthodologie de l'activité professionnelle à la-quelle se consacrera plus tard l'étudiant. Toutes les activités, et plus particulièrement les projets et les travaux pratiques, doivent être l'oc-casion de mettre l'élève en situation. Au- delà, il convient aussi de le préparer à conduire une action, un projet, une réalisation,... impli-quant une séquence d'actes élémentaires et variés, définition d'un projet, élaboration d'une première solution, calculs préliminaires,recherches sur catalogue d'éléments composants, étude de leur compatibilité, étude de coûts, consultations de fournisseurs, soumis-sion du projet au client,... Tous ces actes de la vie professionnelle courante ne sont ni identifiés, ni, a fortiori, maîtrisés par le jeune étu-diant. Ils nécessitent une initiation encadrée de façon très proche en milieu universitaire, avant qu'une certaine autonomie d'action puis-sent être laissée. Cet enseignement d'études techniques vise à réaliser cette phase de lancement, sur laquelle pourront ensuite s'appuyercertaines activités comme les projets tutorés et le stage industriel. Ces travaux pratiques, qui sont réalisés sous la direction permanente d'un professeur, feront l'objet de la conduite d'un projet avec l'en-semble des différentes étapes nécessaires à sa réalisation.Ce sera pour les étudiants un banc d'essai :. de leur faculté d'adaptation,. de leur esprit de décision et d'initiative,. de leur capacités relationnelles,. de leurs connaissances dans les domaines de la thermique et de l'énergétique.Ce sera un apprentissage du travail en équipe et à l'action autonome, de la conduite et de la réalisation d'un projet, de recherches bi-bliographiques, du choix d'une méthode expérimentale, de l'exploration systématique des solutions possibles, de la décision techno-logique compte tenu des contraintes économiques, de la prévision budgétaire, de l'esprit de responsabilité et d'initiative, de la recherchedes informations, de leur synthèse et de leur diffusion,...

Économie de l’entreprise

(UE2 en 2ème a n n é e )Deuxième année : TD 16hCet enseignement est destiné à présenter des notions succinctes, permettant de dégager les contraintes d'organisation et économiques aux-quelles l'activité en entreprise est soumise. Ces contraintes influencent les décisions prises au même titre que les aspects techniques. Leurprésentation ici vise donc à favoriser la concertation, le dialogue et la communication entre les techniciens et les opérateurs économiques.1. L'ENTREPRISE - DEFINITION - MODELES D'ORGANISATION -RELATIONS HUMAINESa) Organisation de l'entreprise. Différents types d'entreprises. Grandes fonctions (personnel, commerciale, marketing...). Les différentes organisations que l'on peut rencontrer (Taylorienne...). Relations entre les types d'organisation et le mode de management (aspect prise de décisions et pilotage des actions)b) Relations humainesBesoins en :. Communications verticales et transversales. Eléments de législation sociale2. ENVIRONNEMENT ECONOMIQUE DE L'ENTREPRISEConsommation - Compétition économique - Marketing et stratégie d'entreprise - Intervenants - Investissement et progrès techniques -Production - Contraintes légales et administratives (assurances, banques) - Réglementations diverses, commerciales, sociales, fiscales.3. GESTION ECONOMIQUE DE L'ENTREPRISEa) Notions élémentaires et principes. Recettes, dépenses, équilibre financier

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

. Prix de revient

. Prix de venteb ) Gestion comptable et financière. Comptabilité généraleBilan - compte de résultat. Comptabilité analytiqueConstruction des coûtsNotion d'unités d'oeuvre, frais directs/frais répartis, centre de frais. Eléments de compréhension de documents financiers (ex : rentabilité des investissements...)c) Contrôle de gestion . Définitions et objectifs. Analyse et contrôle des coûts.. Tableau de bord gestion.

Ouverture culturelle et artistique

(UE2 en 2è m e a n n é e )“Un monde gagné pour la Technique est perdu pour la Liberté”, G. Bernanos.Deuxième année : TD 28h.Sans jamais perdre de vue qu'il est destiné à des jeunes en formation de techniciens supérieurs, parmi lesquels nombre d'entre eux seront ap-pelés à exercer des tâches d'encadrement, cet enseignement, excentré des connaissances scientifiques et techniques, a pour objet de déve-lopper la sensibilité et la curiosité intellectuelle au sens et au jugement esthétiques, aux valeurs que toute oeuvre enrichissante développe.C'est précisément cet épanouissement de la personnalité qui, conjointement aux compétences scientifiques et techniques, enrichit lavie personnelle et professionnelle.Cet enseignement ne peut, bien entendu, qu'ouvrir des pistes, permettre à une sensibilité de se révéler et de se développer.C'est pourquoi une grande liberté d'initiative doit être laissée aux enseignants et aux intervenants qu'ils seront amenés à rechercher,tant en ce qui concerne les méthodes que les sujets abordés, dès lors que les objectifs indiqués ci-dessus sont satisfaits.Ainsi, la création cinématographique, dramatique, picturale, musicale, l'approche et la représentation d'oeuvres fortes, la découverted'expositions à thèmes à l'occasion de manifestations nationales ou régionales, peuvent utilement servir de groupes de disciplines àune telle démarche, et sont citées ici à titre d'exemples.Sur de tels supports, les élèves réaliseront, individuellement ou par très petits groupes, un travail personnel de réflexion et d'écriture,qui développera leurs qualités d'homme évoqués ci-dessus.Remarques : Cette activité pourra être réalisée en faisant appel à plusieurs intervenants, le plus grand nombre pouvant être extérieursà l'IUT. Dans ce cas, il sera nécessaire qu'un enseignant de l'IUT assure la coordination et la maîtrise de l'ensemble.Il est évident que cette formation ne peut être confondue avec l'enseignement de communication et que les horaires respectifs doiventêtre respectés.

UNITÉ D'ENSEIGNEMENT 3 : PRATIQUE PROFESSIONNELLELa majeure partie de cette unité est constituée par les travaux pratiques attachés à la plupart des disciplines enseignées dans les 2 uni-tés d'enseignement précédentes. Ces travaux pratiques sont bien sûr des développements de chacun des enseignements concernés eten permettent une meilleure compréhension, mais aussi ils doivent être considérés comme une initiation à l'activité dans l'entreprise,méthodologie, précision de la mesure, attitude d'analyse et de critique, puis, au fur et à mesure de l'avancement du programme, choixdes moyens, des appareils, orientation de la démarche, etc...Pour l'ensemble des disciplines, le programme de ces activités pratiques recouvre le programme donné ci-dessus pour les cours et lestravaux dirigés, mais pour certaines d'entre-elles des directives particulières sont données.

Tranfert de chaleur

Première année : TP 20hDeuxième année : TP 24hTrois des séances de travaux pratiques devront obligatoirement être consacrées à l'étude des appareils de mesure suivants : thermo-mètres, fluxmètres, pyromètres, sous l'angle critique de l'influence simultanée (en régimes permanent et évolutif) des phénomènes deconduction, convection et rayonnement dus à l'environnement sur le capteur et sur la chaîne de mesure, pour déterminer les causesd'erreurs et le poids spécifique de chacune d'elles dans l'erreur totale (étude de sensibilité).

Mécanique des fluides

Première année : TP 20hDeuxième année : TP 16hOn effectuera obligatoirement en travaux pratiques une étude critique du comportement réel des capteurs de vitesse, de débit ou depression tels que tubes de Venturi, diaphragmes, ou tubes de Pitot (influence de la direction de l'écoulement, de la présence d'obstaclesvoisins, instabilités de l'écoulement, temps de réponse, etc...).

T h e r m o d y n a m i q u e

(UE3 en 1ère a n n é e )Première année : TP 24h

M é c a n i q u e

(UE3 en 1ère a n n é e )Première année : TP 20h

HORS-SÉRIE

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

Propriétés et résistance des matériaux

(UE3 en 1ère a n n é e )Première année : TP 24h

Informatique et méthodes numériques

(UE3 en 1ère a n n é e )(UE1 et UE3 en 2è m e a n n é e )Tout au long de cet enseignement il est primordial d'insister sur la qualité des résultats obtenus (influence du nombre de chiffres signi-ficatifs pris en compte par la machine, divergence de calculs répétitifs ou itératifs) et sur la méthodologie (structuration, fractionne-ment des calculs...).On s'intéressera systématiquement à la présentation des résultats, tableaux, sorties graphiques...Première année : Cours 6h, TP 44h.Généralités sur l'informatique. les machines, ordinateurs, micro-ordinateurs, stations de travail, les mémoires, les périphériques. les fichiers. le système d'exploitation. les réseauxLes tableurs (un seul sera présenté). conception générale. commandes classiques. méthodologie de l'usage d'un tableur pour la recherche des solutions numériques des problèmes scientifiques relevant du Génie ther-m i q u e. courbes de régression et lissage de courbes.(Il convient de ne pas aborder ici l'étude de la programmation interne aux tableurs).Étude d'un langage évolué(Un seul langage sera étudié ; il sera choisi parmi les plus répandus, pascal, C, fortran) :Analyse numérique. quadrature. résolution de f(x)=0. étude des polynomes, addition, multiplication, division.Deuxième année : TD 16h.

Connaissance de l’incertitude dans les projets et les expériences

(UE3 en 1è r e a n n é e )Première année : Cours 16h, TP 16h.Cet enseignement inclut le cours traditionnel de mesure et métrologie mais il recouvre plus largement tout ce qui concerne l'évaluationde la qualité de résultats, qu'ils soient issus de travaux théoriques, numériques aussi bien qu'expérimentaux. Il sera présenté dans ladeuxième moitié de la première année. Son premier objectif est donc de développer les notions d'incertitude et de risque, notions quisont essentielles dans les industries et les sciences de la thermique et de l'énergétique. Au thème classique de l'analyse des erreurs de me-sures (erreurs sur les mesures élémentaires et leurs conséquences sur la valeur d'un résultat global), il faudra donc ajouter l'étude del'acceptation raisonnée des schématisations des problèmes, des simplifications des équations, de l'emploi de méthodes de résolution oude calcul imparfaites. Cela conduira à l'analyse de la sensibilité aux différents paramètres, et à l'estimation probabiliste des consé-quences des prises de risque associées à toute décision simplificatrice ou réductrice.Du simple point de vue métrologique, on n'oubliera pas de mettre en évidence les répercutions de sollicitations couplées.G é n é r a l i t é s. notions de grandeur physique, repérable,directement ou indirectement mesurable. dimensions des grandeurs, équation aux dimensionsLe capteur. principe d'examen du comportement d'un capteur en fonction de son environnement (température, vibrations, pression...), précisionet fidélité.. notion succincte de chaîne de mesurage. qualités de l'ensemble capteur - chaîne(On ne présentera des exemples de capteurs qu'autant que nécessaire pour illustrer les exposés précédents et en aucun cas on ne pré-sentera un catalogue d'appareils. Les programmes de mécanique des fluides et de transfert de chaleur incluent obligatoirement l'étudede capteurs de la spécialité, celui d'automatique contient l'étude de la chaîne d'acquisition).Notions de statistique et de probabilité. fonction de distribution, histogramme, moyennes, médiane, écart-type. variable aléatoire, distribution normale et de PoissonLes résultats de mesure. erreur maximale, erreur la plus probable. exploitation d'un ensemble de résultats, ajustement, interpolation, biais ; dérivation, intégrationL'erreur de modèle introduite par la simplification d'équations trop complexes (on pourra prendre comme support des équations de lamécanique des fluides, celles de la couche limite par exemple). justification physique de la suppression de termes. conséquences sur le résultat final, sensibilitéCritères de choix d'une méthode de calcul, optimisation du temps de calcul et du coût vis à vis de la précision recherchée.Présentation des résultats

HORS-SÉRIE

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

. tableaux, diagrammes, courbes

. incertitude due à la présentation

. présentation de l'incertitude.

Technologie des machines thermiques et des auxiliaires

(UE3 en 1è r e a n n é e )Cet enseignement est un enseignement technologique de première année. Il est destiné à décrire techniquement la composition globaledes ensembles que l'on trouve aussi bien dans le bâtiment que dans les industries, et la description fonctionnelle des divers élémentsqui les composent. Chacun de ces éléments ne seront donc examinés que sous l'angle de leur utilisation et de leur association. Serontmis en évidence leurs rôles, leurs courbes caractéristiques de fonctionnement, les règles de sécurité à respecter. L'étude des principesphysiques qui expliquent leurs fonctionnements et ces fonctionnements internes seront étudiés, en s'appuyant sur les sciences fonda-mentales, dans le groupe “applications”.Les travaux pratiques seront prioritairement destinés à permettre un contact étroit de l'étudiant avec ces appareillages ; ils comporte-ront donc essentiellement des manipulations de démontage, mesurage, remontage.

PREMIÈRE SECTION : LES APPAREILS PRINCIPAUX DU GÉNIE THERMIQUEPremière année : TD 12h, TP 24h.Cette section est destinée à présenter les appareils essentiels du Génie thermique, à en étudier la décomposition éventuelle en sous-en-sembles et leur analyse fonctionnelle.Les chaudières. conception générale. différents types. régles de sécurité.Les condenseurs et les tours à refroidissement.Les échangeurs, les corps de chauffe.Les fours. principaux types suivant l'usage et les sources d'énergie.Les moteurs thermiques à combustion interne.Les groupes frigorifiques et les pompes à chaleur.

DEUXIÈME SECTION : MACHINES AUXILIAIRES DU GÉNIE THERMIQUE(Les auxiliaires sont les appareils nécessaires au fonctionnement des machines principales et à la sécurité. Leurs rôles sont d'une telleimportance que cet enseignement ne saurait être réduit, au bénéfice de la section précédente en particulier).Première année : TD 12h, TP 16h.Les circuits de fluides . conduites et réservoirs sous pression,. vannes, soupapes, organes de régulation de débit et de pression, détendeurs, éjecteurs, purgeurs, dégazeurs, injecteurs,.... particularités des circuits de fluides combustibles, brûleurs,. particularités des circuits frigorifiques, évaporateurs, condenseurs, . manomètres, débitmètres, appareils de surveillance, détecteurs de fuites,...Les machines pour fluides. pompes. ventilateurs,. compresseurs.Le traitement des eaux

A c o u s t i q u e

(UE3 en 1è r e a n n é e )Première année : TP 16h.

É l e c t r i c i t é

(UE3 en 1ère a n n é e )Première année : TP 28h.Un effort particulier sera fait sur la mise en œuvre de la norme NF C 15.100, et pour préparer les élèves à la maîtrise de la lecture de plansconventionnels et à se repérer dans les câblages d'armoires de commande, des choix des appareils et des réseaux.

É l e c t r o t h e r m i e

(UE3 en 1ère a n n é e )Première année : TP 12h.

Thermique des locaux

Première année : TP 28h.Étude, sous forme de projet, d'une installation de chauffage (maison individuelle) :. calcul des déperditions de chaleur à travers les parois,. calcul des déperditions de chaleur dues à la ventilation,. vérification de la conformité du projet à la réglementation thermique,. dimensionnement de l'installation : générateur, réseau de distribution, émetteurs.

HORS-SÉRIE

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

Deuxième année : (orientation bâtiment) : TP : 66hLes travaux pratiques ont pour but d'amener les étudiants à connaître de façon approfondie les installations de chauffage et de climati-sation (matériels, installation, fonctionnement, régulation, etc.) et à être capables de concevoir entièrement de telles installations.Ces acquisitions de connaissances se feront à travers deux types d'activités complémentaires :1) Projet de chauffage et climatisation (52 h environ)Réalisation complète d'un projet, incluant notamment :. établissement du cahier des charges, y compris des règles de sécurité du travail, choix des matériels, des sources d'énergie. calcul des charges de chaleur sensible et de vapeur d'eau (régimes d'hiver et d'été). besoins de renouvellement d'air. détermination des conditions de soufflage. dimensionnement du réseau de gaines. choix des composants de la centrale de traitement d'air. dimensionnement des générateurs de chaleur et de froid, des réseaux d'eau chaud et d'eau froide. choix du système de régulation. vérification de la conformité du projet à la réglementation thermique. calculs prévisionnels de consommation.Le calcul des charges sera réalisé au moyen de logiciels spécifiques, qui permettront en outre de mettre en évidence le comportementthermique dynamique de l'ensemble bâtiment-système de climatisation.2) Séances de travaux pratiques (14 h environ) sur une ou des centrales de climatisation convenablement instrumentées. réglage et fonctionnement du système de régulation. évolutions de l'état de l'air au cours du traitement. nature et fonctionnement des dispositifs de sécurité. bilans thermiques. vérification et réglage du réseau de distribution et des bouches de soufflage. mesures in situ des températures, humidités, vitesses de l'air dans les locaux.

Études techniques

(UE2 en 1ère a n n é e )(UE3 en 2è m e a n n é e )Deuxième année : TP 12h.

C o m b u s t i o n

(UE3 en 2è m e a n n é e )Deuxième année : TP 12h.

É c h a n g e u r s

(UE3 en 2è m e a n n é e )Deuxième année (tronc commun) : TP 12h.Les travaux pratiques auront pour but de vérifier expérimentalement les lois de comportement principales établies en cours pourquelques échangeurs simples.On pourra par exemple comparer un échangeur à co-courants et un échangeur à contre-courants, étudier l'évolution des performancesd'un échangeur en fonction du débit de l'un des fluides, en fonction de la température d'entrée de l'un des fluides, etc. On s'intéresseradans ces travaux pratiques au transfert de chaleur, mais aussi aux pertes de charge (optimisation, efficacité/perte de charges).Deuxième année (orientation Industrie) : TP 16h.Dans cette partie, réservée aux étudiants qui suivent l'orientation industrie, on approfondira et on élargira l'étude du fonctionnement desé c h a n g e u r s .On pourra par exemple étudier :. l'association en série et en série-parallèle. un ou deux échangeurs à changement de phase. l'influence de la nature des fluides (changement de fluide). un échangeur à tubes à ailettes. la régulation de la puissance calorifique d'un échangeur (variation de température ou de débit).

F o y e r s

(UE3 en 2è m e a n n é e )Deuxième année (Orientation industrie : TP 12h.

Machines réelles

(UE3 en 2è m e a n n é e )Deuxième année (tronc commun) : TP 28h.Ces travaux pratiques seront orientés vers des études sur bancs d'essais (relevé de courbes caractéristiques, mesure de puissance, bilansénergétiques, produits de combustion, pollution atmosphérique).Deuxième année (orientation industrie) : TP 20h.Les travaux pratiques seront orientés vers des projets de calculs et conception des machines citées dans le programme de cours et tra-vaux dirigés.

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

Régulation, automatisme

(UE3 en 2è m e a n n é e )Deuxième année : TP 24h.

Langues étrangères

(UE3 en 2è m e a n n é e )Deuxième année : TP 28h.

C o m m u n i c a t i o n

(UE3 en 2è m e a n n é e )Deuxième année : TP 28h.

Conduite et gestion de projets ; gestion d’affaires

(UE1 en 1ère a n n é e )(UE3 en 2è m e a n n é e )Deuxième année (orientation industrie) : TP 8h.CONDUITE ET GESTION DE PROJETCet enseignement ne sera suivi que par les élèves relevant de l'orientation "Industrie".CONNAISSANCES DE BASEManagement de la qualité. l'assurance qualité :

+ la construction (méthodes, moyens humains et techniques),+ la surveillance (les audits, inspections, indicateurs),+ les corrections (expertises, groupes de travail, procédures).

. quelques outils :+ les plans d'expérience+ la fiabilité intégrée dans la conception (AMDEC),+ l'analyse de la valeur et la conception à coûts objectifs,+ la gestion de la configuration.

. incidence sur le management, l'organisation et les compétences.Mémorisation de la conduite du projet et mémorisation de l'expérienceEXEMPLES D'APPLICATIONS. sur la base d'études techniques. comme aide à la réalisation de projets tutorés.Deuxième année (orientation bâtiment) : TP 8h.CONDUITE ET GESTION D'AFFAIRESCet enseignement ne sera suivi que par les élèves relevant de l'orientation “Bâtiment”.Préambule : On se place dans le contexte suivant : à partir des besoins exprimés par le client, l'étude et la conception d'un projet ont été négociées,la commande a été obtenue. On passe à l'exécution d'une installation. Dans cet enseignement, on étudiera la succession des actions àmener par le responsable de l'affaire, au cours de cette phase.PROCESSUS D'EXECUTIONRéception du dossier. prend connaissance du dossier par une note analytique détaillée.Étude du dossier. prend connaissance des pièces du marché. réalise l'étude technique - en imaginant éventuellement d'autres solutions d'exécution -, ou participe à sa réalisation ; examine lespièces techniques, les plans, effectue les calculs. calcule les dimensionnements à partir du schéma d'exécution. réalise le déboursé d'exécution. exécute les plans ou les fait réaliser par un dessinateur et les contrôle. réalise le détail quantitatif. prend connaissance du PHS.A c h a t. consulte les fournisseurs. commence à négocier les prix. passe les commandes.Planning - délais. prend connaissance du planning ou l'élabore en fonction des dates de début et de fin de chantier.R é a l i s a t i o n. analyse les compte-rendus de chantier. contrôle l'avancement et la qualité des travaux réalisés. établit les situations de travaux. suit les approvisionnements avec le chef de chantier.Gestion financière. participe à la gestion du compte prorata avec une vigilance particulière, en demandant les justificatifs. chiffre le travaux modificatifs

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

. suit les déboursés et prépare pour le chargé d'affaires un état comparatif entre prévisions et réalisations.Mise en route. réalise un cahier de mise en route et une notice d'entretien et de fonctionnement pour tous les appareils posés. s'assure que la capacité des appareils n'est pas dépassée.R é c e p t i o n. participe à la pré-réception du chantier avec le metteur au point et le chef de chantier. participe à la levée des réserves.Fin de chantier. participe au traitement des problèmes liés à l'affaire;Q U A L I T E. définition. objectifs. mise en œuvre.EXEMPLES D'APPLICATIONS. sur la base d'études techniques. comme aide à la réalisation de projets tutorés.

UNITÉ D'ENSEIGNEMENT 4 : PROJETS TUTORÉS ET STAGE

PROJETS TUTORÉS

Première année : 100h.Deuxième année : 200h.Les projets tutorés doivent être l'occasion pour l'étudiant de concrétiser l'enseignement reçu dans toutes les disciplines du programme,à travers un ensemble d'activités et de positions préfigurant celles qu'il rencontrera dans sa vie professionnelle.Les thèmes abordés doivent donc être l'occasion de mettre en oeuvre, dans des situations de travail collectives et personnelles, lesconnaissances acquises.En première année, il s'agira surtout de familiariser l'élève avec des méthodes de travail individuelles, bibliographie, analyse et résu-mé d'un texte complexe, recherche de l'essentiel dans un document, esquisse d'un programme expérimental, contacts avec des orga-nismes extérieurs (fournisseurs, administrations,...) ; ces démarches devront toujours conduire à la présentation d'un rapport écrit ou oraldont la forme sera appropriée au travail effectué et en fonction du destinataire supposé. Progressivement, le travail collectif, en très pe-tits groupes, se développera ; on constituera ces noyaux en simulant une activité en entreprise, avec partage des missions et des res-ponsabilités, un élève étant responsable d'un calcul, un autre de recherche de renseignements, un troisième du chiffrage économique,etc... Les comptes-rendus de chaque action seront internes au groupe, le rapport final étant mis en forme pour être présenté à un chefde service, à un client potentiel, etc... Ils seront rassemblés dans un dossier global, qui en situation réelle serait destiné à être conservéet archivé par l'entreprise. Cette partie sera l'occasion d'une bonne mise en application des enseignements donnés en “Conduite et ges-tion de projets ; gestion d'affaires”. Compte tenu de l'inexpérience des élèves de première année, un encadrement vigilant devra veiller avec suffisamment de présence àéviter toute attitude passive ou attentiste, et sera très présent pour aider l'élève à définir son plan de travail, son itinéraire d'approche, lagestion de son temps et pour stimuler son comportement.Ces travaux utiliseront comme supports les matières enseignées en première année (on a vu dans le programme qu'un enseignementtel que celui de “Génie thermique et environnement” pouvait être un support privilégié).En deuxième année, l'activité sera systématiquement collective et plus tournée vers des réalisations, faisant appel à l'ensemble des ac-quis, si possible sur des thèmes relevant des secteurs industriels ou du bâtiment. L'encadrement sera plus orienté sur la définition desobjectifs et des moyens et sur la vérification de l'exécution du “contrat”. Il devra veiller au bon emploi des appareils et des machines uti-lisés, et à la sécurité.Un budget pourra être accordé au groupe, sur devis, et le suivi des dépenses sera justifié.Là aussi, les étudiants présenteront les résultats de leurs travaux sous des formes appropriées. Par exemple, la réalisation d'un objet se-ra accompagnée d'un dossier technique, celle d'un projet d'appareil des notes de calculs, d'un document de présentation de son emploi,du guide de maintenance, etc... Ces documents matériels seront présentés lors d'une soutenance.Il appartient au département de définir le nombre de projets réalisés, et la composition des groupes opérationnels, mais leurs effectifsdevraient rester limités, en dessous de 5 ou 6.Une partie des activités de projets tutorés telles qu'enquêtes, expérimentations sur site, recherches d'informations, etc..., peut donner lieuà déplacements en dehors de l'IUT.

STAGE EN ENTREPRISE

Deuxième année : durée 10 semainesLe stage en entreprise a lieu au cours de la deuxième année, selon une période unique de 10 semaines, et doit se dérouler, dans toute lamesure du possible, dans un site non universitaire afin d'initier l'étudiant à la vie dans les entreprises. Pour la plupart d'entre eux c'est eneffet leur premier contact direct avec le monde du travail, et il est donc essentiel qu'à cette occasion ils soient à même de se faire un ju-gement personnel.L'activité au cours du stage est déterminée par entente préalable entre le maître de stage et le chef du département d'IUT, ou unenseignant désigné par lui. Le département est responsable ,notamment par des visites dans les entreprises d’accueil, du suividu stage et de son bon déroulement, en particulier de l'adéquation du sujet et des travaux effectivement assurés aux objectifs dela formation.Aussitôt après son achèvement, le stage donne lieu à la rédaction d'un rapport et à une présentation orale au cours d'un séminaire, en pré-sence de représentants des entreprises d'accueil et d'enseignants du département. Au cours de cette séance, une note est attribuée qui tientcompte de l'activité de l'étudiant durant son stage, de son rapport écrit et de sa présentation orale.

HORS-SÉRIE

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

HORS-SÉRIE

UNITÉS D’ENSEIGNEMENT C TD TP TOTAL COEF.MATIÈRES HEURES

UE1 : CONNAISSANCES SCIENTIFIQUESDisciplines fondamentales et générales* Transfert de chaleur 2 4 2 4 4 8 6* Mécanique des fluides 2 0 2 4 4 4 6* Thermodynamique 1 6 2 4 4 0 6Outils scientifiques pour le génie thermique* Mathématiques 6 6 7 4 1 4 0 8* Mécanique 2 2 2 2 4 4 4* Propriétés et résistance des matériaux 2 0 2 0 4 0 4

Total 1 1 6 8 1 8 8 3 5 6 3 4

UE2 : CONNAISSANCES PROFESSIONNELLESTechnologie générale* Bureau d’études 6 0 6 0 6* Techniques du génie thermique 1 2 4 8 6 0 6A p p l i c a t i o n s* Génie thermique et environnement 1 6 1 6 2* Acoustique 8 8 1 6 2* Électricité 1 8 2 4 4 2 3* Électrothermie 6 1 2 1 8 2Langue, expression, communication* Langues étrangères 3 2 3 4 6 6 4* Communication 3 2 3 4 6 6 4* Conduite et gestion de projets 8 8 2* Études techniques 8 8

Total 2 3 2 1 3 6 1 9 2 3 6 0 3 1

UE3 : PRATIQUE PROFESSIONNELLE- Transfert de chaleur 2 0 2 0 3- Mécanique des fluides 2 0 2 0 3- Thermodynamique 2 4 2 4 3- Mécanique 2 0 2 0 2- Propriétés et résistance des matériaux 2 4 2 4 2- Informatique et méthodes numériques 6 4 4 5 0 5- Connaissance de l’incertitude dans les projets et les expériences 1 6 1 6 3 2 3- Technologie des machines thermiques : 1. appareils principaux 1 2 2 4 3 6 3- Technologie des machines thermiques :2. appareils auxiliaires 1 2 1 6 2 8 2- Acoustique 1 6 1 6 2- Électricité 2 8 2 8 4- Électrothermie 1 2 1 2- Thermique des locaux 2 8 2 8 3

Total 3 2 2 2 4 2 9 2 3 3 8 3 5

TOTAL 1 + 2 + 3 2 2 2 3 4 8 4 8 4 1 054

Projets tutorés (300 h sur 2 ans)* 100 h

1ÈRE ANNÉE

TABLEAUX DES HORAIRES ET DES COEFFICIENTS

* Les notes et appréciations des projets tutorés de 1ère année sont prises en compte dans l’UE4 de la 2ème année

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GÉNIE THERMIQUEET ÉNERGIE

HORS-SÉRIE

UNITÉS D’ENSEIGNEMENT C TD TP TOTAL COEF.MATIÈRES HEURES

UE1 : CONNAISSANCES SCIENTIFIQUESDisciplines fondamentales et générales* Transfert de chaleur 2 0 2 4 4 4 6* Mécanique des fluides 2 0 2 4 4 4 6* Thermodynamique 8 1 6 2 4 3Outils scientifiques pour le génie thermique* Mathématiques 3 6 3 6 7 2 5* Informatique et méthodes numériques 1 0 1 6 2 6 3

Total 1 9 4 1 1 6 2 1 0 2 3UE2 : CONNAISSANCES PROFESSIONNELLES T C O R T C O R T C O RA p p l i c a t i o n s- Thermodynamique appliquée 8 8 1 6 3- Combustion 6 6 1 2- Échangeurs 1 4 1 4 2 8 3- Machines réelles 1 4 1 6 3 0 3- Régulation, automatique 1 6 3 2 4 8 4- Thermique des locaux 1 0 1 0 2 0 2* Orientation Industrie- Foyers 8 1 2 2 0 *- Machines réelles 4 6 1 0 ** Orientation Bâtiment- Thermique des locaux 1 2 1 2 *Langue, expression, communication- Langues étrangères 2 6 2 6 3- Communication 2 6 2 6 3- Économie de l’entreprise 1 6 1 6 2- Ouverture culturelle et artistique 2 8 2 8 3

Total 2 (Orientation industrie) 6 8 1 2 1 8 2 1 8 2 8 0 2 6Total 2 (Orientation bâtiment 6 8 1 2 1 8 2 2 6 2 2 6

UE3 : PRATIQUE PROFESSIONNELLE T C O R T C O R T C O R

- Transfert de chaleur 2 4 2 4 3- Mécanique des fluides 1 6 1 6 3- Informatique et méthodes numériques 1 6 1 6 2- Régulation, automatique 2 4 2 4 3- Communication 2 8 2 8 2- Langues étrangères 2 8 2 8 -- Études techniques 1 2 1 2 2- Conduite et gestion de projets ; gestion d’affaires - 8 8 -* Orientation Industrie- Combustion 1 2 - 1 2 4- Foyers - 1 2 1 2 -- Échangeurs 1 2 1 6 2 8 3- Machines réelles 2 8 2 0 4 8 6* Orientation Bâtiment- Combustion 1 2 - 1 2 2- Échangeurs 1 2 - 1 2 -- Machines réelles 2 8 - 2 8 3- Thermique des locaux 6 6 6 6 -

1 : projet de chauffage et climatisation 62 : centrales de climatisation 2

Total 3 (Orientation industrie) 2 0 0 5 6 2 5 6 2 8Total 3 (Orientation bâtiment 2 0 0 7 4 2 7 4 2 8

Total horaires 1 + 2 + 3 (Orientation industrie) 1 6 2 1 2 2 9 8 1 8 2 0 0 5 6 7 4 6Total horaires 1 + 2 + 3 (Orientation bâtiment) 1 6 2 1 2 2 9 8 2 0 0 7 4 7 4 6

2ÈME ANNÉE

Tc : Tronc communOr : Orientation* Contrôles de ces enseignement avec ceux des disciplines correspondantes de l’UE3

UE4 : PROJETS TUTORÉS ET STAGES

- Projets tutorés (300 h sur les 2 années) 200 h 8- Stages (10 semaines) 1 2

Total 4 2 0